2027届高考物理一轮复习：第十一章 专题强化二十二　电磁感应中的电路及图像问题

该高中物理高考复习课件聚焦“电磁感应中的电路及图像问题”专题，依据高考评价体系梳理了电路分析、电荷量计算、图像信息读取等核心考查要求，通过近五年高考真题及模拟题分析，明确了电荷量计算、图像斜率分析等高频考点分布，归纳了选择、计算等常考题型，体现高考备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“考点研透+真题实战+素养提升”的复习策略，如例1通过导体棒转动模型，运用科学推理推导焦耳热公式，培养科学思维素养；图像问题采用“定性排除+定量解析”方法，构建函数关系模型。设基础到拔尖三级训练，教师可据此精准教学，帮助学生掌握解题技巧，高效冲刺高考。

专题强化二十二　电磁感应中的电路及图像问题 第十一章 电磁感应 学习目标 1.掌握电磁感应中电路问题的分析方法。 2.会计算电磁感应电路问题中电压、电流、电荷量、热量等物理量。 3.能够通过电磁感应图像，读取相关信息，应用物理规律求解问题。 目录 目 录 CONTENTS 研透核心考点 01 提升素养能力 02 目录 3 研透核心考点 1 考点二　电磁感应中的图像问题 考点一　电磁感应中的电路问题 目录 4 考点一　电磁感应中的电路问题 1.分析电磁感应中电路问题的基本思路 目录 研透核心考点 2.电荷量的计算 根据法拉第电磁感应定律得平均感应电动势=n，电路中的平均电流==，故q=Δt=n。 目录 研透核心考点 考向　　电磁感应中的电路问题 例1 (2026·江苏盐城期中)如图所示，水平金属圆环的半径为L，匀质导体棒OP的长度为2L，导体棒OP、电阻R1、电阻R2的阻值都为R0，电路中的其他电阻不计。导体棒OP绕着它的一个端点O以大小为ω的角速度匀速转动，O点恰好为金属圆环的圆心，转动平面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中，导体棒OP转动过程中始终与金属圆环接触良好。求金属棒OP转动一周的过程中: 目录 研透核心考点 (1)电阻R1上产生的焦耳热; 解析　由法拉第电磁感应定律得感应电动势E=BL2ω 电路的总电阻R总=R0+=R0 通过电阻R1的电流I1=·= 由焦耳定律得电阻R1上产生的焦耳热 Q=R1T，其中T= 联立解得Q=。 答案　 目录 研透核心考点 (2)通过电阻R1的电荷量; 解析　通过电阻R1的电荷量q=I1T=。 答案　　 目录 研透核心考点 (3)导体棒两端的电势差。 解析　与电路连接的导体棒两端的电势差 U=R并=·=E 与电路不相连部分的导体棒产生的感应电动势 E2=B(2L-L)·ω() 综合可得到导体棒两端的电势差为E总=E2+U 解得E总=。 答案　 目录 研透核心考点 1.如图甲所示，一单匝带缺口(缺口很小)的刚性金属圆环固定在水平面内，圆环阻值 r=1 Ω，缺口两端引出两根导线，与阻值R=9 Ω的定值电阻构成闭合回路，圆环内的磁通量变化如图乙所示，取磁通量方向垂直于纸面向里为正，不计导线的电阻，下列说法正确的是(　　) A.0~1 s内圆环中的感应电流方向沿 逆时针方向 B.0~1 s和1~2 s内感应电流方向不同 C.2~4 s内，电阻R两端电压 Uab=0.5 V D.0~1 s内圆环有扩张趋势，且感应 电流大小为0.1 A D 目录 研透核心考点 解析　0~1 s内，圆环中的磁场方向垂直于纸面向里且磁通量减少，由楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相同，根据安培定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，故A错误;1~2 s内，磁通量反向增加，根据楞次定律可知，感应电流的磁场与原磁场方向相反，根据安培定则可知，感应电流方向沿顺时针方向，与0~1 s内电流方向相同，故B错误;2~4 s内，由法拉第电磁感应定律可得E==0.5 V，由闭合电路欧姆定律可得UR=R=0.45 V，穿过圆环的磁场方向垂直纸面向外且磁通量减少，由楞次定律和安培定则可知，电流为逆时针方向，所以Uab=-UR=-0.45 V，故C错误;根据楞次定律的推论“增缩减扩”可知，0~1 s内圆环有扩张趋势，由法拉第电磁感应定律可得E'==1 V，由闭合电路欧姆定律可得I==0.1 A，故D正确。 目录 研透核心考点 考向　　电荷量的计算 例2 如图所示，在虚线MN的上方存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，一边长为a的正方形金属线框ABCD斜向上进入磁场，当对角线AC刚进入磁场时，线框的速度大小为v，方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为R，则下列说法正确的是(　　) C A.AC刚进入磁场时，C、B两端电势差UCB=Bav B.AC刚进入磁场时，线框中感应电流大小为 C.AC刚进入磁场时，线框所受安培力F= D.线框从图示位置到全部进入磁场过程中，通过线框某一横截面的电荷量q= 目录 研透核心考点 解析　线框进入磁场的过程中，穿过线框的磁通量增加，由楞次定律可知，感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，根据安培定则可知，感应电流的方向为逆时针方向，AC刚进入磁场时，CD边切割磁感线，产生的感应电动势E=Bav，C、B两端电势差UCB=-·R=-Bav，故A错误;感应电流大小为I==，故B错误;AC刚进入磁场时，线框沿电流方向的有效长度为l=a，则线框所受安培力F=IlB=，故C正确;根据电流定义式得q=t=t==，故D错误。 目录 研透核心考点 考点二　电磁感应中的图像问题 1.解题策略 (1)明确图像的种类，即是B-t图像还是Φ-t图像，或者E-t图像、i-t图像、F-t图像等;对切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及E-x图像和i-x图像。 (2)分析电磁感应的具体过程。 (3)用右手定则或楞次定律确定电流方向与时间的对应关系。 (4)结合法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、牛顿运动定律等知识写出相应的函数关系式。 (5)根据函数关系式，进行数学分析，如分析斜率的变化、截距等。 (6)画图像或判断图像。 目录 研透核心考点 2.解题方法:先定性排除，再定量解析 (1)定性排除法:用右手定则或楞次定律结合左手定则等确定物理量的方向，定性地分析物理量的变化趋势、变化快慢、是否均匀变化等，特别注意物理量的正负和磁场边界处物理量的变化，通过定性分析排除错误选项。 (2)定量解析法:根据题目所给条件推导出物理量之间的函数关系，然后由函数关系对图像作出分析，由图像的斜率、截距等作出判断。 目录 研透核心考点 例3 (2026·江苏连云港期中)如图是一边长为L的正方形金属框放在光滑水平面上的俯视图，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场。t=0时刻，金属框在水平拉力F作用下从图示位置由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度进入磁场。则金属框进入磁场过程中，拉力F、金属框中电荷量q随时间t、位移x的变化关系可能正确的是(　　) C 目录 研透核心考点 解析　t时刻金属框的速度v=at，则感应电动势E=BLv=BLat，感应电流I==，安培力F安=ILB=t，由牛顿第二定律有F-F安=ma，可得F=t+ma，可知F-t图像为不过原点的倾斜直线，A错误;金属框中电荷量q=t=t==x，可知q-x图像为过原点的倾斜直线，又x=at2，可得q=t2，可知q-t图像为顶点过原点开口向上的抛物线，B、D错误;金属框通过位移为x时的速度v=，则感应电流I=，安培力F安=ILB，由牛顿第二定律有F-F安=ma，联立可得F=+ma，可知F-x图像为不过原点的抛物线，C正确。 目录 研透核心考点 2.(2026·江苏南通期末)如图所示，三角形abc内存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，三角形导线框def沿着底边向右匀速运动。则线框通过磁场过程中外力F随时间变化的图像可能正确的是(　　) C 目录 研透核心考点 解析　在运动过程中，安培力始终为阻力，方向向左，则外力F始终向右，故B、D错误;设线框以速度v匀速运动，线框电阻为R，则线框从进磁场到完全进入磁场的过程中的t时刻，线框产生的感应电动势E=Bvttan 60°·v=Bv2t，感应电流I==，由平衡条件得外力F=ILB=BIvttan 60°=t2，可知F-t图像是开口向上的抛物线右支，结合对称性可知，C选项符合题意，故C正确，A错误。 目录 研透核心考点 提升素养能力 2 目录 A级　基础对点练 1.如图甲所示，列车车头底部安装强磁体，线圈及电流测量仪埋设在轨道地面(测量仪未画出)，P、Q为接测量仪器的端口，磁体的匀强磁场垂直于地面向下、宽度与线圈宽度相同，俯视图如图乙所示。当列车经过线圈上方时，测量仪记录线圈的电流为0.12 A。磁体的磁感应强度为0.005 T，线圈的匝数为5，长为0.2 m，电阻为0.5 Ω，则在列车经过线圈的过程中，下列说法正确的是(　　) A.线圈的安培力大小为1.2×10-4 N B.线圈的磁通量一直增加 C.列车运行的速率为12 m/s D.线圈的电流方向先沿顺时针方向后 沿逆时针方向 C 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　线圈的安培力大小F=nIlB=6×10-4 N，故A错误;在列车经过线圈的过程中，线圈内的磁场方向向下且磁通量先增加后减少，根据楞次定律和安培定则可知，线圈中的感应电流的方向为先沿逆时针方向后沿顺时针方向，故B、D错误;线圈切割磁感线产生的电动势E=nBlv，根据闭合电路欧姆定律可得I=，联立解得v=12 m/s，故C正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 2.如图所示是两个相互连接的金属圆环，小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一，匀强磁场垂直穿过大金属环所在区域，当磁感应强度随时间均匀变化时，在大金属环内产生的感应电动势为E，则a、b两点间的电势差为(　　) B A.E B.E C.E D.E 解析　a、b间的电势差等于路端电压，而小金属环电阻占电路总电阻的，故a、b间电势差U=E，故B正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 3.(2026·江苏无锡高三月考)如图所示，边长为L的正方形导线框abcd放在纸面内，在ad边左侧有范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里，导线框的总电阻为R。现使导线框绕a点在纸面内沿顺时针方向匀速转动，经时间Δt第一次转到图中虚线位置。则在Δt内通过导线框截面的电荷量为(　　) A. B. C. D. B 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　Δt时间内穿过导线框的磁通量变化量为ΔΦ=BL2-BL2=BL2，由法拉第电磁感应定律得平均感应电动势==，平均感应电流==，通过导线框截面的电荷量q=·Δt=，故B正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 4.(2026·江苏常州六校调研)一种电磁波接收器结构简化后，如图甲所示，螺线管匝数n=1 000匝，横截面积S=10 cm2。螺线管导线电阻r=1 Ω，电阻R=9 Ω，若磁感应强度B的B-t图像如图乙所示(以向右为正方向)，则(　　) B A.感应电动势为0.6 V B.感应电流为0.6 A C.电阻R两端的电压为6 V D.0~1 s内，通过R的感应电流方向为从A到C 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　根据法拉第电磁感应定律得感应电动势E=n=nS=6 V，故A错误;根据闭合电路欧姆定律得，回路中产生的感应电流I==0.6 A，故B正确;电阻R两端的电压U=IR=5.4 V，故C错误;根据楞次定律可知，0~1 s内，通过R的感应电流方向为从C到A，故D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 5.如图所示，abcd为水平固定放置的U形导体框，其中bc长为x，bc部分阻值为r，其余部分电阻不计，长为2x、阻值为2r的均匀导体棒MN始终与导体框接触良好，整个装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中。现使导体棒以速度v水平向左匀速运动，则导体棒MN两端的电势差是(　　) A.0.5Bxv B.Bxv C.1.5Bxv D.2Bxv C 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　导体棒以速度v水平向左匀速运动，等效电路如图所示 UPQ=·r=0.5Bxv，闭合回路之外的电势差为UMP+UQN=Bxv，所以导体棒两端的电势差UMN=UMP+UPQ+UQN=1.5Bxv，故C正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 6.在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L的正方形导线框abcd，被限制在沿ab方向的水平直轨道上自由滑动。bc边右侧有一等腰直角三角形匀强磁场区域efg，直角边ge和ef的长也等于L，磁场方向竖直向下，其俯视图如图所示，线框在水平拉力作用下向右以速度v匀速穿过磁场区域，若图示位置为t=0时刻，设逆时针方向为电流的正方向。则感应电流i-t图像正确的是(时间单位为) (　　) D 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　0~时间内，根据楞次定律可知线框中感应电流方向沿逆时针方向，为正值。线框bc边的有效切割长度为l=L-vt，感应电动势为E=Blv=B(L-vt)v=BLv-Bv2t，随着t均匀增加，E均匀减小，由感应电流i=，可知感应电流均匀减小;~时间内，根据楞次定律可知感应电流方向沿顺时针方向，为负值，感应电动势大小E=B(2L-vt)v=2BLv-Bv2t，可知随着t均匀增加，感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小，故A、B、C错误，D正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 7.如图所示，导体轨道OPQS固定，其中PQS是半圆弧，Q为半圆弧的中点，O为圆心。轨道的电阻忽略不计。OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆，M端位于PQS上，OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中，流过OM的电荷量相等，则等于(　　) A. B. C. D.2 B 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　设OM电阻为R，在过程Ⅰ中，根据法拉第电磁感应定律，有E1==，根据闭合电路欧姆定律有I1=又q1=I1Δt1，在过程Ⅱ中，有E2==，I2=，q2=I2Δt2，又q1=q2，联立解得=，故B正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 B级　综合提升练 8.如图甲所示，矩形导线框abcd的一半面积置于垂直于纸面的磁场中，磁感应强度B随时间t变化的图像如图乙所示，取磁场垂直于纸面向外为正方向，线圈中感应电流i以顺时针为正方向，ad边受到的安培力F以水平向右为正方向，则关于i、F随t变化的图像正确的是(　　) C 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　由题图乙可知，在0~1 s内，穿过线圈的磁场方向垂直于纸面向外均匀增大，则穿过线圈的磁通量增加，根据法拉第电磁感应定律可知产生恒定的感应电流，根据楞次定律和安培定则可知，感应电流的方向为顺时针方向(正方向);同理，在1~3 s内，感应电流恒定且方向为逆时针方向(负方向);在3~4 s内，感应电流恒定且方向为顺时针方向(正方向)，故A、B错误;在0~1 s内，ad边的电流方向为d→a，根据左手定则可知，安培力的方向为水平向右(正方向)，其大小F=ILB，其中I恒定不变，B随t均匀增大，则F随t均匀增大;同理，在1~2 s内，安培力水平向左且随t均匀减小;在2~3 s内，安培力水平向右且随t均匀增大，在3~4 s内，安培力水平向左且随t均匀减小，故C正确，D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 9.(2026·江苏无锡期中)如图所示，MN和PQ是两根互相平行、竖直放置的光滑金属导轨，已知导轨足够长，且电阻不计。ab是一根与导轨垂直且始终与导轨接触良好的金属杆，金属杆具有一定质量和电阻。开始时，将开关S断开，让杆ab由静止开始自由下落，过段时间后再将S闭合。若从S闭合开始计时，金属杆运动的v-t图像不可能为(　　) A 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　闭合开关时，金属杆在下落过程中，受重力和安培力作用，若此时重力与安培力相等，金属杆做匀速直线运动，故D正确;若闭合开关时，安培力小于重力，则金属杆的合力向下，向下做加速运动，在加速运动的过程中，产生的感应电流增大，安培力增大，则合力减小，加速度减小，当加速度减小到0，即重力与安培力相等时，做匀速直线运动，故A错误，B正确;若闭合开关时，安培力大于重力，则金属杆的合力向上，向下做减速运动，减速运动的过程中，安培力减小，则合力减小，加速度减小，当加速度减小到0，即重力与安培力相等时，做匀速直线运动，故C正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 10.如图所示，空间有两个宽度分别为L和2L的有界匀强磁场区域，磁感应强度大小都为B，左侧磁场方向垂直于纸面向里，右侧磁场方向垂直于纸面向外。abcd是一个由均匀电阻丝做成的边长为L的正方形线框，线框以垂直于磁场边界的速度v匀速通过两个磁场区域，在运动过程中，线框ab、cd两边始终与磁场的边界平行。设线框cd边刚进入磁场的位置为x=0，x轴正方向水平向右，从线框cd边刚进入磁场开始到整个线框离开磁场区域的过程中，ab两点间的电势差Uab和线框受到的安培力F(规定水平向右为正方向)随着位置x变化的图像正确的是(　　) 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 答案　C 解析　0~L的过程，ab两点间的电势差U0=BLv (a点电势高)，cd边受到的安培力大小为F0=ILB=LB=，方向向左;L~2L的过程中，a、b两点间的电势差U2=BLv-·R=BLv=2U0 (a点电势高)，线框受到的安培力大小为F2=2I'LB=2·LB==4F0，方向向左;2L~3L的过程中，线框中没有感应电流，所以线框不受安培力的作用，a、b两点间的电势差U3=-BLv=-4U0(b点电势高);3L~4L的过程中，线框受到的安培力大小为F4=ILB=LB==F0，方向向左，a、b两点间的电势差U4=-BLv=-3U0 (b点电势高)，故C正确，A、B、D错误。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 11.(2025·湖北卷，5)如图甲所示，相距L的两足够长平行金属导轨放在同一水平面内，两长度均为L、电阻均为R的金属棒ab、cd垂直跨放在两导轨上，金属棒与导轨接触良好，导轨电阻忽略不计。导轨间存在与导轨平面垂直的磁场，其磁感应强度大小B随时间t变化的图像如图乙所示，t=T时刻，B=0。t=0时刻，两棒相距x0，ab棒速度为零，cd棒速度方向水平向右，并与棒垂直，则0~T时间内流过回路的电荷量为(　　) B A. B. C. D. 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　由==和q=Δt得0~T时间内流过回路的电荷量为q===，B正确。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 C级　拔尖进阶练 12.如图所示，单匝正方形线圈A边长为0.2 m，线圈平面与磁场垂直，且一半处在磁场中，磁感应强度随时间变化的规律为B=(0.8-0.2t) T。开始时开关S未闭合，R1=4 Ω，R2=6 Ω，C=20 μF，线圈及导线电阻不计。闭合开关S，待电路中的电流稳定后。求: (1)回路中感应电动势的大小; (2)电容器所带的电荷量。 答案　(1)4×10-3 V　(2)4.8×10-8 C 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 解析　(1)由法拉第电磁感应定律有E=S，其中S=L2，代入数据得 E=4×10-3 V。 (2)由闭合电路欧姆定律得回路中的电流I= 由欧姆定律得电容器两端的电压U=IR2 电容器所带电荷量为Q=CU 联立解得Q=4.8×10-8 C。 07 01 02 03 04 05 06 08 09 目录 12 10 11 提升素养能力 本节内容结束 THANKS $